A review: ferritic-martensitic steels – treatment, structure and mechanical properties

Abstract

The constantly growing consumption of electricity requires the development and implementation of more powerful and energy-intensive systems of the new generation. Fusion and fission reactors of the 4th generation (Gen-IV) will make it possible to cover the growing demand for electricity. Since Gen-IV reactors will operate at higher temperatures and radiation doses, the problem of selecting scientifically based structural materials arises, since conventional reactor materials are not suitable for use in such severe operating conditions. Among the structural materials under consideration for future generations of reactors, special attention is paid to 9…12% Cr ferritic-martensitic steels due to their higher radiation tolerance and excellent mechanical properties compared to traditionally used austenitic steels. This review presents the main ferritic-martensitic steels that will be used as structural materials, their structure, mechanical properties and various thermal and thermomechanical treatments applied to them.

Вживання електроенергії, що постійно зростає, вимагає розробки та впровадження більш потужних та енергоємних систем нового покоління. Ядерні та термоядерні установки четвертого покоління (Gen-IV) дадуть можливість покрити зростаючий попит на електроенергію. Оскільки реактори Gen-IV працюватимуть за вищих температур і доз опромінення, виникає проблема підбора науково обґрунтованих конструкційних матеріалів, так як реакторні матеріали, що нині використовуються, не придатні для використання в таких жорстких умовах експлуатації. Серед конструкційних матеріалів, що розглядаються, для майбутніх поколінь реакторів особлива увага приділяється 9…12% Cr феритно-мартенситним сталям через їх більш високу радіаційну толерантність і відмінні механічні властивості порівняно з традиційно використовуваними аустенітними сталями. У даному огляді розглянуті основні феритно-мартенситні сталі, які будуть використовуватися як конструкційні матеріали, їх структура, механічні властивості та різні термічні та термомеханічні обробки, що застосовуються до них.